Genetic structure of Populus euphratica populations in Goksu river ecosystem

Abstract

Kavak, Anadolu'da yetişen en önemli ekonomik bitkiler arasında yer almaktadır. Türkiye'de ekonomik öneme sahip ve doğal olarak bulunan 4 kavak türü vardır; Populus nigra, Populus tremula, Populus alba ve Populus euphratica. Fırat kavağı olarak bilinen ve tuzlu, kireçli topraklarda yaşayabilen Populus euphratica düşük hava rutubetine, uzun yaz kuraklığına dayanıklıdır. Bu açıdan ekonomik bir önem taşıyan bu tür Akdeniz bölgesinin doğusu ve Güneydoğu Anadolu bölgesinde yayılış göstermektedir. Tür, yenilenebilir enerji kaynağı olması açısından ve sağlıklı bir nehir ekosisteminin devamlılığı için büyük öneme sahiptir. Artan nüfus ile birlikte azalan su kaynakları ve insan aracılığıyla yapılan habitat tahribatı nedeniyle türün yayılış alanı gittikçe daralmakta ve gen kaynakları kaybolmaktadır. Bu nedenle, türün genetic kaynaklarında bulunan potansiyel genetik çeşitliliğin araştırılması koruma (in situ ve ex situ), ıslah ve kullanım açısından çok önemlidir. Bu doktora tezinde, Göksu nehir ekosistemindeki Populus euphratica popülasyonlarının genetic yapısı ve çeşitliliği 21 mikrosatelit DNA (SSR: basit tekrar dizileri) markörü ile çalışılmıştır. Sonuçlar oldukça düşük heterozigotluk değerleri ile azalmış genetik çeşitlilik seviyesi olduğunu göstermiştir (Ho:0.50±0.07, uHe:0.49±0.06). Geçmişte geçirilen şiddetli popülasyon küçülmeleri türün genetic varyasyonunun kaybolması ile sonuçlanmıştır. Türün Göksu nehrindeki doğal populasyonları gen havuzu daralması yaşamakta ve antropojenik baskılar yüzünden çok büyük bir çökme tehlikesi ile karşı karşıya kalmaktadır. Fırat nehri popülasyonunun çok sayıda özel allele sahip olması ve kısmen daha yüksek heterozigotluk değeri ile gelecek koruma çalışmaarı için etkili bir gen kaynağı adayı olduğu öngörülmüştür.Göksu nehri Fırat kavağı meşçerelerinin in situ korunması ile gen kaynaklarını korumak için gen bankası ve klon bankası kurulumuyla yapılacak ex situ koruma içeren etkili ıslah ve koruma programları derhal başlatılmalıdır. Bu genetik kaynakların korunması büyük önem arz etmektedir, bu yüzden hızlı ve tekrarlanabilir eylemlere öncelik verilmelidir.

Poplar is one of the economically most important plants growing in Anatolia. Developing and growing world population and ascending demand for energy sources increased the genetic studies on poplars. There are four poplar species that have economical value and distributed naturally in Turkey; Populus nigra, Populus tremula, Populus alba and Populus euphratica. Populus euphratica, which can survive in salty and calciferous soils and known as Euphrates poplar, is resistant for low moisture and long summer drought. Having economical value for these respects, this species is distributed in East Mediterranean and Southeastern Anatolia. The species possesses great importance for both renewable energy resources and persistence of a healthy river ecosystem. Due to decreasing water resources with increased population and habitat destructions by human activities, the distribution area of this species become narrower gradually as well as loss of gene sources. Hence, searching for potential genetic diversity present in species' genetic resources is of great importance in terms of conservation (in situ and ex situ), breeding and use.In this PhD Thesis, genetic structure and diversity of Populus euphratica populations in the Göksu river ecosystem were studied with 21 microsatellite DNA (SSR: single sequence repeats) markers. Results demonstrated reduced level of genetic diversity with low heterozygosity values (Ho:0.50±0.07, uHe:0.49±0.06). Severe past reductions in population sizes have resulted in loss of genetic variation for the species. Native populations of this species in the Göksu river are experiencing gene pool shrinkage and are in great danger of collapsing, mainly because of anthropogenic pressures. With great number of private alleles and slightly higher heterozygosity values The Euphrates river population is shown to be an effective candidate of genetic resource for future conservation studies.Effective breeding and conservation programs including in situ conservation of Euphrates poplar stands in the Göksu river and ex situ conservation by establishing gene banks and clone banks in order to preserve germplasm resources should be initiated immediately. The conservation of these genetic resources is of great importance and priority should be given for fast and reproducible actions.